JPH081447Y2

JPH081447Y2 - ジャイロ装置

Info

Publication number: JPH081447Y2
Application number: JP1990105086U
Authority: JP
Inventors: 正直遠藤
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1990-10-05
Filing date: 1990-10-05
Publication date: 1996-01-17
Anticipated expiration: 2005-10-05
Also published as: JPH0463016U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、ラジオコントロールによって操縦される模
型飛行機、模型ヘリコプタ等の被操縦体に搭載され、こ
れらの姿勢制御に使用するジャイロ装置に関する。

（従来の技術）従来から物体の姿勢変化を感知する手段として種々の
ジャイロ装置が使用されている。一般的なジャイロ装置
は、フライホイールをモータで高速回転させておき、前
記モータの回動量を検出することにより被操縦体の姿勢
変化を検出する様にしている。

第７図、第８図は従来のジャイロ装置の正面図、平面
図であり、ケース101の一部を除去しその内部を示して
いる。

第７図、第８図において、ケース101上に固定された
回路基板601には、ホール素子602や他の電子部品（図示
せず）が設けられている。円筒形の空洞を有するモータ
保持部603はその側面に固定された回動軸605、606を中
心に回動自在にケース101に保持されている。モータ保
持部603の円筒形空洞内にはモータ604が挟持されてい
る。モータ604の回転軸607、607には一対のフライホイ
ール608、608が設けられており、作動時には高速で回転
している。またモータ保持部603の上部には、回転軸605
と平行に保持部612が設けられている。

一方、ケース101にはフック609、609が固着されてお
り、前記保持部612と各フック609、609との間には２本
のコイルバネ610、610が張架配設されている。コイルバ
ネ610、610は同一特性のバネであり又、それ自身収縮す
るような方向の力が働いているため、コイルバネ610、6
10からモータ保持部603に対して逆方向に同一の力が働
き、モータ保持部603をニュートラル位置に復帰するよ
うに作用させている。また、モータ保持部603の下部に
はマグネット611が固着されており、ホール素子602と対
面している。

以上の様に構成させたジャイロ装置において、被操縦
体の姿勢が変化するとモータ604即ちモータ保持部603が
回動軸605、606を中心として回動し、これによって、マ
グネット611が第７図矢印方向に回動する。マグネット6
11の回動量をホール素子602で検出することにより、被
操縦体の姿勢変化を検出する様に機能するものである。

（考案が解決しようとする課題）前記ジャイロ装置により被操縦体の姿勢変化の検出は
可能である。

しかしながら、モータ保持部をニュートラル位置に復
帰させるために、回動軸605、606と直角方向に２本のバ
ネ610、610を配設し、バネ610、610の収縮力を利用して
モータ保持部603の回動方向に対し逆方向の力を加えて
いる。従って、バネ610、610の収縮力を全く同一にする
必要があり、バネ610、610に同一種類のバネを使用した
としても、バネ定数のバラツキによる収縮力の相違や、
フック609、609と保持部612間の距離の相違による収縮
力の相違等種々の要因によりバネ610、610の収縮力と同
一にするのは困難であった。これを解決する方法として
製造過程で一個づつ調整する方法も考えられるが、製造
が極めて煩雑となり、生産性が悪く、高価になるという
問題があった。

本考案は前記問題に鑑みなされたもので、構成が簡単
で容易にニュートラル位置に復帰させることが可能なジ
ャイロ装置を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段）本考案のジャイロ装置は、回動軸を中心として回動可
能に保持されフライホイールを回転するためのモータ
と、前記モータを保持するモータ保持部と、前記モータ
保持部を回動自在に保持するための回動軸と、前記モー
タをニュートラル位置に復帰させるためのバネ部材を備
えたジャイロ装置において、前記バネ部材は、前記モータ保持部とケースとの間に
前記モータ保持部を回動自在に保持するための回動軸と
平行に延在して設けられていることを特徴としている。

（作用）前記モータ保持部を保持するための回動軸と平行にバ
ネ部材が配設されているので、前記モータ保持部が回動
した際に、前記バネ部材の収縮力によりモータ保持部に
は回動軸と平行な力のみならず直角方向の力をも与えら
れる。従って、前記直角方向の力によりニュートラル位
置に復帰する。

（実施例）第１図乃至第４図は本考案の一実施例を示す図であ
る。第１図は正面図、第２図は平面図、第３図は左側面
図、第４図は第３図のモータ保持部109、モータ118、回
動軸110、111の断面を表す部分左側断面図であり、いず
れの図もケース101の一部を除去し、その内部を示して
いる。また、各図はニュートラル状態を示している。

ケース101上に固定された基板102にはホール素子103
及び他の電子部品（図示せず）が固定されており、これ
によりホール素子103は基板102を介してケース101に固
定されている。ケース101に固定された支持枠104の上端
部には２個のフック105、106が設けられている。支持枠
104内には円筒形空洞を有するモータ保持部109が収納さ
れている。モータ保持部109に設けられた回動軸110、11
1は回動自在に支持枠104の孔部107、108に保持されてお
り、モータ保持部109は支持枠104内で回動自在となって
いる。回動軸111の回動中心線上であって回動軸111の端
部には、マグネット112が固定されている。従って、回
動軸111が回動しても、ホール素子103とマグネット112
との相対距離は変化しない。マグネット112とホール素
子103は相互に対向する位置にあり、一対の検出素子を
構成している。本実施例では、後述するような理由か
ら、ニュートラル位置においてマグネット112とホール
素子103は60度だけ相対的に傾斜している。また、モー
タ保持部109の上部には支持枠104の孔部113を通して突
出する２個のフック114、115が設けられている。フック
105、114間及びフック106、115間には各々バネ部材たる
コイルバネ116、117が張架配設されており、バネ116、1
17は実質的にモータ保持部109とケース101の間に張架配
設された構成となっている。バネ116、117はそれ自身収
縮する様な力が働いており、モータ保持部109をニュー
トラル位置に復帰させるように即ちマグネット112をニ
ュートラル位置に復帰させるように作用してきる。モー
タ保持部109の円筒形空洞内にはモータ118が固定されて
いる。モータ118の両端にはフライホイール119、120が
取付けられており、駆動状態ではフライホイール119、1
20は一定の速度で回転している。

以上の様に構成されたジャイロ装置の動作を以下説明
する。

ニュートラル状態では、フック105、114間及びフック
106、115間に張架配設されたバネ116、117には、それ自
身収縮する力が働いているため、フック114にはフック1
05方向への力が働き、フック115にはフック106方向への
力が働いている。モータ保持部109がいずれかの方向に
回動すると、それに伴いフック114、115も回動する。こ
のとき、フック114にはフック105方向への力とニュート
ラル方向へ復帰させる力が働き又、フック115にはフッ
ク106方向への力とニュートラル方向へ復帰させる力が
働く。従って、モータ保持部109はニュートラル位置へ
復帰することとなる。バネ116、117の特性は同一である
必要は全く無く、ジャイロ感度の設定にあわせて種々の
バネを選択使用することが可能である。

次に、被操縦体の姿勢変化を検出する際の動作を説明
する。

ジャイロ装置が搭載された被操縦体の姿勢が変化する
と、その姿勢変化量に応じて回動軸110、111を中心とし
てモータ保持部109が回動し、回動軸111の中心に取付け
られたマグネット112が第１図の矢印方向に回動する。
ホール素子103はマグネット112の回動量検出する。この
とき、マグネット112は回動軸111の中心に取付けられて
いるため、マグネット112とホール素子103との相対距離
は変化しない。従って、前述した如くホール素子の出力
信号Ｖ_Hは、ホール素子103はマグネット112の相対角度
Θの関数となり、相対距離の屁かに基づく磁束密度Ｂの
変化による影響は無視できるものとなる。よって、マグ
ネット112を回動軸111の中心に取付けるという簡単な構
成で広範囲な検出が可能となる。

ところで、本実施例では、ニュートラル状態において
ホール素子103とマグネット112に所定角度の傾斜を設け
ている。これについて、第５図、第６図を用いて説明す
る。

一般にホール素子は使用するマグネットの磁束の関係
で非直線性を有しているため、ホール素子の出力信号Ｖ
_Hから角度を算出し制御することは極めて煩雑であり、
複雑な補正回路が必要となる。しかしながら、ホール素
子であっても比較的直線性の良い領域である。即ち、第
６図に示すようにホール素子103とマグネット112を配置
し、マグネット112をその中心点Ｏを中心として紙面と
平行な方向に回動させると、ホール素子103とマグネッ
ト112との相対角度Θとホール素子103の出力電圧Ｖ_Hと
の関係は第５図に示す特性となる。角度Θは45度乃至75
度の範囲で極めて直線性が良く、この領域を利用すれば
出力信号Ｖ_Hから容易に角度の算出が可能となり又、補
正が容易である。マグネット112は左右いずれの方向に
も回動するため、前記45度と75度の中心点である60度を
ニュートラル位置に設定すれば直線性も良く、広範囲な
領域で使用することができ、角度検出、補正等の処理が
容易となる。

本実施例では、回動軸111にマグネット112を固定しケ
ース101側にホール素子103を固定したが、逆に、回動軸
111にホール素子103を固定しケース101側にマグネット1
12を固定する構成とすることもできる。また、一対の検
出素子としてホール素子103とマグネット112を用いた
が、磁気抵抗素子とマグネットとの組合せ等種々の変更
が可能である。

さらに、バネ116、117の２本を用いた例を示したが、い
づれか一方のみを使用するようにしてもよく又、一方を
主として使用し他方を調整用として使用してもよい。

（考案の効果）本考案によれば、一対のバネ部材の特性が異なって
も、また、一つのバネ部材だけを使用しても、バネ部材
は、モータ保持部が回動してニュートラル位置からずれ
た場合には常にニュートラル位置に復帰させるように作
用するから、従来のジャイロ装置と比較してバネ部材の
選定が容易で、また、簡単な構成でモータ保持部をニュ
ートラル位置に復帰させることができる。この他ジャイ
ロ感度の設定に合わせてバネ部材を選択使用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の正面図、第２図は本考案の実
施例の平面図、第３図は本考案の実施例の左側面図、第
４図は本考案の実施例の部分左側断面図、第５図は本考
案の実施例の説明図、第６図は本考案の実施例の動作説
明図、第７図は従来のジャイロ装置の正面図、第８図は
従来のジャイロ装置の平面図である。 101:ケース、103:ホール素子、104:支持枠、109:モータ
保持部、110、111:回動軸、112:マグネット、116、117:
バネ、118:モータ、119,120:フライホイール

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】回動軸を中心として回動可能に保持されフ
ライホイールを回転するためのモータと、前記モータを
保持するモータ保持部と、前記モータ保持部を回動自在
に保持するための回動軸と、前記モータをニュートラル
位置に復帰させるためのバネ部材を備えたジャイロ装置
において、前記バネ部材は前記モータ保持部とケースとの間に前記
モータ保持部を回動自在に保持するための回動軸と平行
に延在して設けられていることを特徴とするジャイロ装
置。